熊蜂被认为是温和而勤劳的生物；随着全球蜜蜂数量减少，熊蜂的商业价值也随之上升。因此，如今熊蜂被大规模繁育，用作经济价值较高作物的授粉昆虫。然而，这些可爱的小小嗡嗡飞虫——全球约有250个不同物种——在某些地方正处境不佳。蜜蜂种群崩溃造成的巨大阴影，使人们忽视了一个事实：近年来，在美国及其他一些地区，若干过去常见的熊蜂物种也已变得稀少或濒危，甚至彻底消失。
正因如此，八年前，两位前苏黎世联邦理工学院（ETH）研究人员 Seth Barribeau 和 Ben Sadd，与实验生态学研究组的 Paul Schmid-Hempel 教授一道，启动了熊蜂基因组项目。该项目旨在分析两个具有重要商业价值的物种的基因组：欧洲地熊蜂，Bombus terrestris，以及它在美国的近缘种——普通东部熊蜂 Bombus impatiens。研究人员希望基因组数据能更广泛地揭示熊蜂的生物学、生态学和进化。
分析免疫基因
Barribeau、Sadd 以及来自世界各地的另外80名研究人员，尤其关注免疫系统基因。参与该项目的包括进化生物学家、生态学家、生物信息学家和遗传学家。研究人员还将这两种熊蜂的基因组与其他已绘制图谱的昆虫基因组进行了比较，例如蜜蜂、寄生蜂 Nasonia 和果蝇，Drosophila melanogaster。科学家最近在科学期刊 Genome Biology上发表了研究结果。
这两种熊蜂的基因组彼此高度相似，包含约20,000个不同基因，分布在18条染色体上。科学家发现，其中只有一小部分基因参与免疫应答。事实上，这两种熊蜂的免疫系统基因库仅约有150个基因；与苍蝇或蚊子相比，这一比例相对较小—— Drosophila的基因数量是其两倍。另一方面，蜜蜂和寄生蜂（Nasonia）的免疫基因库也同样较小。
社会组织对免疫作用不大
Schmid-Hempel 对此感到困惑：社会组织相对松散的熊蜂，免疫基因数量竟与社会组织复杂的蜜蜂一样少。他表示，研究人员此前一直认为，社会组织程度较高的昆虫可以少投入一些资源在免疫系统上；相应地，简单的社会系统则会促使个体形成更强的防御能力。按照这一旧有理论，高度社会化的昆虫还有其他抵御病原体的方式，不必只依赖个体免疫防御——例如通过相互照料身体等方式合作防御。
Schmid-Hempel 认为，蜜蜂和熊蜂免疫系统较弱，可能与它们的饮食有关：苍蝇和果蝇，例如 Drosophila melanogaster ，会在腐烂水果等表面取食，这些表面受到细菌和真菌污染；而蜜蜂取食的食物来源相对洁净，例如植物花粉和花蜜。这应能降低感染风险，进而减轻免疫系统充分发育所面临的选择压力。
不过，近来令熊蜂（以及蜜蜂）生活艰难的，不只是免疫系统较弱。研究人员仅能识别出极少数调节身体解毒机制的基因。Schmid-Hempel 表示，这至少与一种担忧相符：这些昆虫对环境毒素（如农业杀虫剂）很敏感。
遗传差异揭示生态学线索
不过，遗传分析也揭示了蜜蜂与熊蜂之间的显著差异。例如，熊蜂拥有更多有助于味觉的基因，而蜜蜂拥有更多有助于嗅觉的基因。
这很合理，因为熊蜂依靠味觉寻找食物，几乎会用舌头试探每一朵花。相比之下，蜜蜂更多依靠气味寻找合适的食物，因为气味也参与摇摆舞；蜜蜂借此向彼此传达优质食物来源的位置。Schmid-Hempel 解释说：“这两种蜜蜂生活方式上的根本差异，在它们的基因中得到了清晰体现。”
不存在所谓的社会基因
研究人员惊讶地发现，能够与社会组织和行为联系起来的特定基因相对较少。Schmid-Hempel 说：“这方面的基因在熊蜂和蜜蜂之间差异不大。”不过，科学家确实在这些昆虫中发现了不同组的微小核糖核酸（micro-RNA）。这些 miRNA 通过阻断基因拷贝来调控基因；基因拷贝是细胞中蛋白质的蓝图。正是这种基因调控方式，似乎能将熊蜂这类“普通的”、原始社会性昆虫，转变成蜜蜂这样的高度社会化生物。
本文由苏黎世联邦理工学院（ ETH Zurich. ）合作发布。发表本文并不意味着世界经济论坛认可其中观点。
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作者：Peter Rüegg 是苏黎世联邦理工学院的特约撰稿人。
图片：2013年4月29日，一只蜜蜂身上沾满花粉，停在奥地利克洛斯特新堡一处草坪的草叶上。路透社/Heinz-Peter Bader。
